(57)【要約】【課題】  小型で、被処理水の逆流がなく信頼性の高い、かつオゾンの溶解性能が高く、ポンプ設備のエネルギー効率のよいオゾン水処理装置を得る。【解決手段】  本発明のオゾン水処理装置は、オゾン供給部11と、オゾン溶解部12と、オゾン反応塔７と、排オゾン分解部９とからなり、オゾン供給部11は、オゾン発生装置4とエゼクタ3とを接続するオゾンガス供給ライン5の最高部をオゾン反応塔内の満水時の水位レベルよりも高位置に配置し、オゾンガス供給ライン5とその中途部から分岐し排オゾン分解部9とを接続するバイパスライン13の分岐部にガス切換弁14を設置し、オゾンガス供給ライン5の中途部に排水手段15を設け、オゾン処理運転時はオゾン発生装置4とエゼクタ3との間を開通するとともにガス切換弁14と排オゾン分解部9との間を閉塞し、運転停止時はガス切換弁14とエゼクタ3との間を閉塞するとともにオゾン発生装置4と排オゾン分解部9との間を開通する動作を行うようにしたものである。【選択図】    図１
2005046831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン発生装置と逆止弁を配設したオゾンガス供給ラインとからなるオゾン供給部と、被処理水供給ポンプ後段の被処理水通水ラインに配設したエゼクタとその直後に接続した混合部とからなるオゾン溶解部と、前記オゾンが溶解した被処理水を反応させるオゾン反応塔と、前記被処理水に未溶解の余剰オゾンを分解して無害化する排オゾン分解部とからなるオゾン水処理装置において、
前記オゾン供給部は、前記オゾン発生装置と前記エゼクタとを接続するオゾンガス供給ラインの最高部を前記オゾン反応塔内の満水時の水位レベルよりも高位置に配置し、前記オゾンガス供給ラインとその中途部から分岐し前記排オゾン分解部とを接続するバイパスラインの分岐部にガス切換弁を設置し、前記オゾンガス供給ラインの中途部に排水手段を設け、オゾン処理運転時は前記オゾン発生装置と前記エゼクタとの間を開通するとともに前記ガス切換弁と排オゾン分解部との間を閉塞し、運転停止時は前記ガス切換弁と前記エゼクタとの間を閉塞するとともに前記オゾン発生装置と前記排オゾン分解部との間を開通する動作を行うことを特徴とするオゾン水処理装置。
【請求項２】
オゾン発生装置と逆止弁を配設したオゾンガス供給ラインとからなるオゾン供給部と、被処理水供給ポンプ後段の被処理水通水ラインの中途部に配設したエゼクタと、エゼクタの直後に接続したスタティックミキサからなるオゾン溶解部と、オゾン反応塔と、被処理水に未溶解の余剰オゾンを分解して無害化する排オゾン分解部から構成されるオゾン水処理装置において、
前記オゾン溶解部は、被処理水通水ラインを分岐した通水分岐ラインと、オゾン反応塔あるいはその後段から分岐した処理水返送ラインと、その合流点に設置した通水切換弁と、その後段の加圧ポンプ、エゼクタ前後の差圧を調整する圧力調整手段、エゼクタ前後の差圧を検出する圧力検出手段、およびエゼクタとからなり、前記エゼクタの後段を前記被処理水通水ラインに合流させて、合流部またはその後段にオゾンガスを混合し攪拌する混合・攪拌手段を配設するとともに、被処理水の流量に応じて前記通水切換弁を動作することを特徴とするオゾン水処理装置。
【請求項３】
前記圧力調整手段は、前記エゼクタの前段またはエゼクタと並列に配設した配管に設けた開度調整弁、または前記加圧ポンプの出力周波数を調整するインバータであることを特徴とする請求項２記載のオゾン水処理装置。
【請求項４】
前記オゾンガスの混合・攪拌手段は、前記被処理水とオゾンの混合流体を一旦２方向以上に分岐し、その後対向させて衝突・合流させる構造、または配管内にインペラを設け強制回転させる構造であることを特徴とする請求項２または３記載のオゾン水処理装置。
【請求項５】
オゾン発生装置と逆止弁を配設したオゾンガス供給ラインとからなるオゾン供給部と、被処理水供給ポンプ後段の被処理水通水ラインに配設したエゼクタとその直後に接続した混合部とからなるオゾン溶解部と、前記オゾンが溶解した被処理水を反応させるオゾン反応塔と、前記被処理水に未溶解の余剰オゾンを分解して無害化する排オゾン分解部とからなるオゾン水処理装置において、
前記オゾン反応塔は円筒形状のオゾン反応塔の内部に円筒形の内管を設置し、前記内管の外周で旋回流を生じさせるように、前記被処理水通水ラインを前記オゾン反応塔の下部に接線方向から接続し、前記内管内側のオゾン反応塔の底部にオゾン処理水送水ラインを接続したことを特徴とするオゾン水処理装置。
【請求項６】
オゾン発生装置と逆止弁を配設したオゾンガス供給ラインとからなるオゾン供給部と、被処理水供給ポンプ後段の被処理水通水ラインに配設したエゼクタとその直後に接続した混合部とからなるオゾン溶解部と、前記オゾンが溶解した被処理水を反応させるオゾン反応塔と、前記被処理水に未溶解の余剰オゾンを分解して無害化する排オゾン分解部とからなるオゾン水処理装置において、
前記オゾン反応塔は直方体形状のオゾン反応塔内に仕切り板を設置し、上下あるいは左右迂回流流路を形成するときの水流速が０．０１〜０．０３ｍ／ｓｅｃになるように仕切り板の設置間隔を設定することを特徴とするオゾン水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水道や、雨水、し尿、産業排水等を被処理水とし、オゾンにより殺菌、脱臭、脱色、有機物の分解等の処理を行うための高い性能を保持するとともに、狭小スペースにも設置が可能なコンパクトなオゾン水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原水の水質悪化や用水のリサイクルが行われる中、オゾンを利用して水を浄化する処理方式が定着しつつある。
オゾン発生装置により生成されるオゾンはそれ自身がもつ強力な酸化力で水中に溶解している溶存性の有害物質を酸化除去する作用があり、上下水のみならず雨水、し尿、産業排水やプール水等各種用水の処理に利用されている。
オゾン処理は、一般にオゾンを含んだ気泡をエゼクタやディフューザにより被処理水中に溶け込ませ、一定時間滞留することにより溶存オゾンで被処理水中の除去対象物質と酸化反応を生じさせて被処理水の殺菌・脱臭・脱色、有機物の分解等の処理を行うものである。
このような従来のオゾン水処理装置の一例を図４に示す（例えば、特許文献１参照）。図において、１は被処理水供給ポンプ、２は被処理水、３はエゼクタ、４はオゾン発生装置、５はオゾンガス供給ライン、６はスタティックミキサ、７はオゾン反応塔、８はオゾン処理水送水ライン、９は排オゾン分解部、１０は逆止弁である。
オゾン供給部１１は、オゾン発生装置４とオゾンガス供給ライン５、および逆止弁１０等で構成され、オゾン溶解部１２はエゼクタ３とスタティックミキサ６等で構成されている。オゾン発生装置４は、酸素を原料とする場合、一般には空気圧縮機、ＰＳＡ式酸素生成機、オゾン発生機等から構成される。排オゾン分解部９は、排オゾンガス中に含まれるミストや泡を除去するミストセパレータや排オゾン分解装置から構成され、触媒や活性炭を利用した方式や高温加熱方式等がある。
つぎに、このオゾン水処理装置の動作について述べる。
被処理水供給ポンプ１により被処理水２がエゼクタ３に圧送され、エゼクタ３内部のオリフィスを通過するときに生じる動圧差により、オゾンガスの導入部分は負圧となる。このとき、オゾン発生装置４で生成されたオゾンガスがオゾンガス供給ライン５を経てエゼクタ３内部に導入され被処理水２と混合される。このときオゾンが被処理水中に吸収され、さらにスタティックミキサ６により攪拌・混合される。その後、オゾン反応塔７に導入されて一定時間オゾンと接触反応することにより、被処理水の殺菌、脱臭、脱色、有機物の分解処理が行われ、オゾン処理水送水ライン８を経て後段に送られる。
被処理水中に未溶解のオゾンは被処理水と分離され、排オゾン分解部９で無害化されて大気中に放出される。
なお、オゾンガス供給ラインに配設してある逆止弁１０は、運転停止時やエゼクタのオリフィス部分における動圧差の不足により、オゾンガスの導入部分が負圧にならないときに、被処理水の逆流によるオゾン発生装置への浸水を防止している。
【特許文献１】特開平１１−３１９８５９号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のオゾン水処理装置において、オゾン供給部、オゾン溶解部およびオゾン反応塔には下記の問題がある。
（１）オゾン供給部
逆止弁や電磁弁等による被処理水の逆流防止手段では不十分な場合があり、少量の逆流水によりオゾン発生装置が浸水して故障に至るケースがある。また、オゾン発生装置はオゾンを発生する前に原料ガスの酸素濃度や露点等が一定状態に達するまでの準備運転が必要であり、この段階で被処理水を通水すると未処理のまま送水され処理できない。
（２）オゾン溶解部
オゾン溶解性能は通水時のエゼクタ内部のオリフィス部分における動圧差の影響をうける。そのため、被処理水の流量の変動により動圧差が変動し、流量が過少となる場合は溶解性能が低下する。一方、流量が過大となる場合はオリフィス通過時の圧力損失が増大し、被処理水供給ポンプのエネルギー効率が低下する。
また、被処理水の通水量がエゼクタの性能に応じた通水量未満である場合、エゼクタの溶解性能は著しく低下するため、エゼクタの規定水量未満では安定した処理効率を得ることが困難であった。
（３）オゾン反応塔
水中におけるオゾンの半減期は数十分程度と短く、例えば下水処理水中では消費物質が多いため、数十秒〜数分にも満たない。したがって、従来構造のオゾン反応空間にオゾンガス混合直後の被処理水を導入するのみでは、導入直後に処理済みの被処理水と混和して溶存オゾン濃度が希釈され、反応効率が低下する。このため、目標水質をクリアするためのオゾン反応時間は１０〜２０分と長く、大容量のオゾン反応塔が必要となり、装置全体の大型化を招いていた。つまり、エゼクタによるオゾン溶解方式はディフューザと比較して、混合直後に高い溶存オゾン濃度に達するといった特徴を持ちながらも、オゾン反応塔に導入直後に希釈されてしまうために効率的なオゾン接触反応がなされていないという問題があった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、小型で、被処理水の逆流がなく信頼性の高い、かつオゾンの溶解性能や反応効率が高く、ポンプ設備のエネルギー効率のよいオゾン水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
（１）請求項１に記載のオゾン水処理装置は、オゾン発生装置と逆止弁を配設したオゾンガス供給ラインとからなるオゾン供給部と、被処理水供給ポンプ後段の被処理水通水ラインに配設したエゼクタとその直後に接続した混合部とからなるオゾン溶解部と、前記オゾンが溶解した被処理水を反応させるオゾン反応塔と、前記被処理水に未溶解の余剰オゾンを分解して無害化する排オゾン分解部とからなるオゾン水処理装置において、前記オゾン供給部は、前記オゾン発生装置と前記エゼクタとを接続するオゾンガス供給ラインの最高部を前記オゾン反応塔内の満水時の水位レベルよりも高位置に配置し、前記オゾンガス供給ラインとその中途部から分岐し、前記排オゾン分解部とを接続するバイパスラインの分岐部にガス切換弁を設置し、前記オゾンガス供給ラインの中途部に排水手段を設け、オゾン処理運転時は前記オゾン発生装置と前記エゼクタとの間を開通するとともに前記ガス切換弁と排オゾン分解部との間を閉塞し、運転停止時は前記ガス切換弁と前記エゼクタとの間を閉塞するとともに前記オゾン発生装置と前記排オゾン分解部との間を開通する動作を行うものである。
本構成によれば、運転停止時やエゼクタのオリフィス部分における動圧差の不足により、オゾンガスの導入部分が負圧にならない時、逆止弁で逆流水が漏洩した場合においても、ガス切換弁でオゾン供給ラインが閉塞することによりオゾン発生装置側への逆流を防ぐことができる。万一、ガス切換弁の動作不良等により逆流が生じた場合でも、排水手段により排水されるためオゾン発生装置が浸水することはない。また、オゾン処理運転時以外は排オゾン分解部間を開通するため、被処理水を通水することなく原料ガスの酸素濃度や露点等が一定状態に達するまでの準備運転が可能である。さらに、オゾン処理装置停止直後において、管内に残留したオゾンは排オゾン分解部に通じているため、オゾンを外部に漏洩することがない。すなわち、信頼性および安全性が向上する。
（２）請求項２に記載のオゾン水処理装置は、オゾン発生装置と逆止弁を配設したオゾンガス供給ラインからなるオゾン供給部と、被処理水供給ポンプ後段の被処理水通水ラインの中途部に配設したエゼクタと、エゼクタの直後に接続したスタティックミキサからなるオゾン溶解部と、オゾン反応塔と、被処理水に未溶解の余剰オゾンを分解して無害化する排オゾン分解部から構成されるオゾン水処理装置において、
前記オゾン溶解部は、被処理水通水ラインを分岐した通水分岐ラインと、オゾン反応塔あるいはその後段から分岐した処理水返送ラインと、その合流点に設置した通水切換弁と、その後段の加圧ポンプ、エゼクタ前後の差圧を調整する圧力調整手段、エゼクタ前後の差圧を検出する圧力検出手段、およびエゼクタとからなり、前記エゼクタの後段を前記被処理水通水ラインに合流させて、合流部またはその後段にオゾンガスを混合し攪拌する混合・攪拌手段を配設するとともに、被処理水の流量に応じて前記通水切換弁を動作するものである。
本構成によれば、被処理水の流量が変動しても、エゼクタに通水される通水量は一定に維持することができるとともに、任意の動圧差に設定した通水が可能で高いオゾンの溶解性能が得られる。さらには、被処理水の流量がエゼクタの性能に応じた水量未満である場合においても、通水切換弁を動作して処理水返送ラインから処理水を導入することにより、エゼクタに通水される通水量を一定に維持することができる。すなわち、被処理水の変動によらず高いオゾン溶解性能を安定して維持することが可能となる。
（３）請求項３に記載のオゾン処理装置は、前記圧力調整手段を、前記エゼクタの前段またはエゼクタと並列に配設した配管に設けた開度調整弁、または前記加圧ポンプの出力周波数を調整するインバータとしたものである。
本構成によれば、エゼクタを通過する被処理水の通水量およびエゼクタ内部のオリフィス通過時の動圧差を任意に設定した通水が可能となる。すなわち、高いオゾン溶解性能を安定して維持することができる。
（４）請求項４に記載のオゾン処理装置は、前記オゾンガスの混合・攪拌手段を、前記被処理水とオゾンの混合流体を一旦２方向以上に分岐し、その後対向させて衝突・合流させる構造、または配管内にインペラを設け強制回転させる構造としたものである。
本構成によれば、分岐ラインでオゾンと混合された被処理水が、オゾンが未溶解の被処理水と再混合される際にも、オゾンが効率よく被処理水中に吸収される。その結果、オゾン処理効率が向上する。
（５）請求項５に記載のオゾン水処理装置は、オゾン発生装置と逆止弁を配設したオゾンガス供給ラインとからなるオゾン供給部と、被処理水供給ポンプ後段の被処理水通水ラインに配設したエゼクタとその直後に接続した混合部とからなるオゾン溶解部と、前記オゾンが溶解した被処理水を反応させるオゾン反応塔と、前記被処理水に未溶解の余剰オゾンを分解して無害化する排オゾン分解部とからなるオゾン水処理装置において、円筒形状のオゾン反応塔の内部に円筒形の内管を設置し、前記内管の外周で旋回流を生じさせるように、前記被処理水通水ラインを前記オゾン反応塔の下部に接線方向から接続し、前記内管内側のオゾン反応塔の底部にオゾン処理水送水ラインを接続したものである。
本構成によれば、オゾン反応塔と内管の間の空間において、オゾン混合直後の被処理水は、内管の外周に沿って旋回流となって上昇し、滞留時間の長いものから連続的に内管の上部より内方に案内されるような押し出し流れが形成される。そのため、オゾン混合直後の被処理水は、消費や自己分解により溶存オゾン濃度の低下した処理済のオゾン処理水と混合されることなく、溶存オゾン濃度の高い状態から消費されて低下するまで一定時間滞留する。これにより反応効率が向上してオゾン反応時間が短縮され、オゾン反応塔の小型化が実現できる。また、内管の設置により気泡は確実に被処理水と分離されるため、オゾンガスが漏洩することがない。
（６）請求項６に記載のオゾン水処理装置は、オゾン発生装置と逆止弁を配設したオゾンガス供給ラインとからなるオゾン供給部と、被処理水供給ポンプ後段の被処理水通水ラインに配設したエゼクタとその直後に接続した混合部とからなるオゾン溶解部と、前記オゾンが溶解した被処理水を反応させるオゾン反応塔と、前記被処理水に未溶解の余剰オゾンを分解して無害化する排オゾン分解部とからなるオゾン水処理装置において、直方体形状のオゾン反応塔内に仕切り板を設置し、上下あるいは左右迂回流流路を形成するときの水流速が０．０１〜０．０３ｍ／ｓｅｃになるように仕切り板の設置間隔を設定するものである。
本構成によれば、オゾン反応塔内の流速をこの範囲内に設定することにより、死水域の形成を防止するとともに、安定した押し出し流れが形成される。このため、オゾン混合直後の被処理水は、消費や自己分解により溶存オゾン濃度の低下した処理済みのオゾン処理水と混合されることなく、溶存オゾン濃度の高い状態から消費されて低下するまでの一定時間滞留する。これにより反応効率が向上してオゾン反応時間が短縮されるに伴いオゾン反応塔の小型化が可能になる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のオゾン水処理装置は、つぎの効果がある。
（１）オゾン供給部は、オゾン発生装置とエゼクタを接続するオゾンガス供給ラインの最高部をオゾン反応塔内の満水時の水位レベルよりも高位置に配置し、オゾンガス供給ラインとその中途部から分岐して排オゾン処理装置と接続するバイパスラインの分岐部にガス切換弁を設置して、オゾン発生装置後段のオゾンガス供給ラインの中途部に排水手段を設け、オゾン処理運転時はエゼクタ間を開通して排オゾン分解部間を閉塞し、運転停止時はエゼクタ間を閉塞して排オゾン分解部間を開通する動作を行うので、被処理水が逆流してオゾン発生装置が浸水することがなくなり、信頼性・安全性が飛躍的に向上する。
（２）オゾン溶解部は、エゼクタの前後に圧力検出手段を設け、エゼクタ前後の差圧を調整可能な圧力調整手段を設け、合流部の後段に被処理水とオゾンガスの混合・攪拌手段を設けたので、被処理水の流量が変動しても、エゼクタに通水される通水量は一定に維持することができるとともに、任意の動圧差に設定した通水が可能となる。また、被処理水の流量に応じて通水切換弁を動作することにより、被処理水の流量がエゼクタの性能に応じた水量未満となる場合においても、エゼクタに通水される通水量を一定に保ち、高いオゾン溶解性能を安定して維持することができる。
（３）オゾン反応塔は、円筒形状のオゾン反応塔については内部に円筒形の内管を設置し、内管の外周で旋回流を生じさせるべく、被処理水通水ラインをオゾン反応塔の下部に接線方向から接続し、内管内側のオゾン反応塔の底部にオゾン処理水送水ラインを接続する。また、直方体形状のオゾン反応塔については、内部に仕切り板を設置し、上下あるいは左右迂回流流路を形成するときの水流速が０．０１〜０．０３ｍ／ｓｅｃになるように仕切り板の設置間隔を設定する。以上により、死水域の形成を防止するとともに、安定した押し出し流れが形成され、反応効率が向上してオゾン反応時間が短縮されるため、オゾン反応塔の小型化が可能になる。
以上により、信頼性、安全性が高く、高性能でコンパクトなオゾン水処理装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】
本発明の実施例１を図１に示す。図１は、本発明のオゾン水処理装置を示す全体構成図である。同じ部品には同じ符号を付している。本実施例のオゾン水処理装置は、オゾン供給部１１と、オゾン溶解部１２と、オゾン反応塔７と、排オゾン分解部９で構成されている。図において、１３はバイパスライン、１４はガス切換弁、１５は排水手段、１６は被処理水通水ライン、１７は通水分岐ライン、１８は処理水返送ライン、１９は通水切換弁、２０は加圧ポンプ、２１は圧力調整手段、２２は圧力検出手段、２３は混合・攪拌手段、２４は内管である。
オゾン供給部１１は、オゾン発生装置４とエゼクタ３を接続するオゾンガス供給ライン５の最高部をオゾン反応塔内の満水時の水位レベルよりも高位置に配置している。また、オゾンガス供給ライン５とその中途部から分岐して排オゾン分解部９と接続するバイパスライン１３の分岐部にガス切換弁１４を設置する。このガス切換弁１４はオゾン処理運転時にエゼクタ間を開通して排オゾン分解部間を閉塞し、運転停止時はエゼクタ間を閉塞して排オゾン分解部間を開通する動作を行う。さらに、オゾン発生装置後段のオゾンガス供給ラインの中途部に１５排水手段を設けている。
つぎに、動作について説明する。
被処理水通水ライン１６に導入された被処理水２の一部は通水分岐ライン１７に分流され、加圧ポンプ１８で加圧されてエゼクタ３に圧送される。このとき、オゾン発生装置４で生成されたオゾンガスがオゾンガス供給ライン５を経てエゼクタ３内部に導入され被処理水２と混合される。ただし、オゾン処理運転時以外はエゼクタ３間を閉塞し、排オゾン分解部間９を開通するため、原料ガスの酸素濃度や露点等が一定状態に達するまでの準備運転ができ、かつ被処理水がオゾンガス供給ラインを逆流することはない。万一逆流した場合でも、排水手段１５が作動するため、オゾン発生装置が浸水する可能性は極めて少ない。
本実施例によれば、次の効果が得られる。
オゾン供給部は、ガス切換弁を設置したので、運転停止時等に逆止弁から逆流水が漏洩した場合においても、オゾン供給ラインが閉塞することによりオゾン発生装置側への被処理水の逆流を防ぐことができる。また、オゾン処理運転時以外は排オゾン分解部間を開通するため、被処理水を通水することなく原料ガスの酸素濃度や露点等が一定状態に達するまでの準備運転が可能となる。さらに、オゾン処理装置停止直後に管内に残留したオゾンは排オゾン分解部に通じているため、オゾンを外部に漏洩することがない。
また、排水手段を設置したので、万一、ガス切換弁の動作不良等により逆流が生じた場合でも、排水手段により排水されるためオゾン発生装置が浸水する可能性はきわめて低い。
【実施例２】
【０００８】
本実施例は、オゾン溶解部に特徴を有するものであり、実施例１と同じく図１を用いて説明する。
オゾン溶解部１２は、被処理水２が供給される被処理水通水ライン１６を分岐し、通水分岐ライン１７を設ける。また、オゾン反応塔の後段から分岐した処理水返送ライン１８を設け、その合流点に通水切換弁１９を設置する。その後段に、加圧ポンプ２０、開度の調整が可能な弁等による圧力調整手段２１、エゼクタ３を配設する。また、エゼクタ３の前後にはエゼクタ前後の差圧を検出するための圧力検出手段２２を設置している。その後段は被処理水通水ライン１６と再度合流しており、その合流部または合流部の後段に混合攪拌手段２３を配設している。
つぎに、動作について説明する。
被処理水の流量がエゼクタの性能を充たす規定水量以上である場合、被処理水の一部は通水分岐ラインを経て加圧ポンプ２０で圧送されエゼクタ３に導入される。このとき、エゼクタ３を通過する際の動圧差を圧力検出手段２２で監視し、圧力調整手段２１により、０．０５〜０．１５ＭＰａの最適な差圧に設定する。このときの圧力調整手段は、エゼクタの前段またはエゼクタと並列にバイパスを設け、その中途部に弁を設置して開度を調整する方法や、加圧ポンプ２０の出力周波数をインバータで調整するといった方法がある。
エゼクタによってオゾンガスと混合された被処理水は、被処理水通水ライン１６と再度合流する。このとき、合流部または合流部の後段に設置した混合・攪拌手段２３により、本流の被処理水とさらに強く混合・攪拌され、オゾンが被処理水中に高い効率で吸収される。このような混合・攪拌手段は、被処理水とオゾンによる混合流体を一旦２方向以上に分岐して対向から衝突速度を速めて衝突させるような方法や、インペラを配管の内部にて高速で回転させて強制的に気液をせん断する方法や、スタティックミキサ等の方法がある。
また、被処理水の流量がエゼクタの性能を充たせない規定水量未満である場合は、通水切換弁１９を動作させて、処理水返送ライン１８を開通し、通水分岐ライン１７を閉塞する。これにより、オゾン反応塔内の処理水の一部がエゼクタの設定水量分だけ処理水返送ラインを経てエゼクタに導入され、オゾンガスとの混合が行われる。
本実施例によれば、次の効果が得られる。
オゾン溶解部は、加圧ポンプ、圧力調整手段、エゼクタを配置し、エゼクタの前後に圧力検出手段を配設するとともに、被処理水通水ラインとの合流部または後段に混合攪拌手段を設置するので、被処理水の流量が変動しても、エゼクタに通水される通水量は一定に維持することができるとともに、任意の動圧差に設定した通水が可能であり、高いオゾン溶解性能を安定して維持することができる。さらには、通水分岐ラインと処理水返送ラインを設け、その合流点に通水切換弁を設置したので、被処理水の流量がエゼクタの性能に応じた水量未満となる場合においても、通水切換弁を動作して処理水返送ラインから処理水を導入することにより、エゼクタに通水される通水量を一定に維持することができる。すなわち、被処理水の変動によらず高いオゾン溶解性能を安定して維持することが可能となる。
【実施例３】
【０００９】
本実施例は、オゾン反応塔に特徴を有するものであり、実施例１と同じく図１を用いて説明する。
オゾン反応塔７は、円筒形状のオゾン反応塔内の底部に円筒形の内管２４を設置して、内管の外周で旋回流を生じさせるべく、被処理水通水ライン１６をオゾン反応塔７の下部に接線方向から接続している。また、オゾン反応塔底部の内管内側にオゾン処理水送水ライン８を接続している。
つぎに、動作について説明する。
オゾン反応塔７に導入された被処理水は、内管２４の外周を旋回流となって上昇し、滞留時間の長いものから連続的に内管の上部より内方に案内される。この間に溶存オゾン濃度の高い状態から消費されて低下するまで一定時間滞留することにより、被処理水の殺菌、脱臭、脱色、有機物の分解処理が効率的に行われる。その後、オゾン反応塔の底部からオゾン処理水送水ライン８を経て後段に送られる。
また、被処理水中に未溶解のオゾンは被処理水と分離され、排オゾン分解部９で無害化されて大気中に放出される。
本実施例によれば、次のような効果が得られる。
オゾン反応塔は、円筒形状のオゾン反応塔内の底部に円筒形の内管を設置して、被処理水通水ラインをオゾン反応塔下部に接線方向から接続し、オゾン反応塔底部の内管内側にオゾン処理水送水ラインを接続するので、オゾン混合後の被処理水は、内管の外側では下→上方向の旋回流による押し出し流れが形成され、内管の内側では上→下方向への押し出し流れが形成されることにより、消費や自己分解により溶存オゾン濃度の低下した処理済のオゾン処理水と混合されることなく、溶存オゾン濃度の高い状態から消費されて低下するまで一定時間滞留する。これにより反応効率が向上してオゾン反応時間が短縮されるため、オゾン反応塔の小型化が実現できる。
また、気泡は確実に被処理水と分離されるため、オゾンガスが漏洩しない。
【実施例４】
【００１０】
本発明の実施例４を図２に示す。  図２は実施例４を示すオゾン反応塔の概略図である。
オゾン反応塔が直方体形状の場合は、オゾン反応塔７の内部で、上下迂回流流路を形成するように仕切り板２５を設置する。このとき、エゼクタ等のインライン型のオゾン溶解装置を採用する場合は、ディフューザ採用時のように４〜６ｍの水深を必要とせず、１〜１．５ｍ程度の水深があれば良い。
また、下水処理水を本方式で処理する際、押し出し流れを形成することにより、図３に示すように１分程度の反応時間で色度等の除去が可能である。なお、添加したオゾン量に対し、９０％以上の反応を完結させるには全反応時間を２〜５分程度に設定すれば良い。したがって、１〜１．５ｍ程度の水深においては仕切り板により１槽で１分程度の反応時間になるように２〜５槽程度に分割しつつ、死水域を形成することなく押し出し流れを形成するためには各分割槽内における水流速が０．０１〜０．０３ｍ／ｓｅｃの範囲になるように仕切り板の設置間隔を設定すれば良い。
本実施例によれば、次のような効果が得られる。
直方体形状のオゾン反応塔の内部に仕切り板を設置する際、各分割槽内における水流速が０．０１〜０．０３ｍ／ｓｅｃになるように仕切り板の設置間隔を設定するので、押し出し流れが形成されて、消費や自己分解により溶存オゾン濃度の低下した処理済のオゾン処理水と混合されることなく、溶存オゾン濃度の高い状態から消費されて低下するまで一定時間滞留する。これにより反応効率が向上してオゾン反応時間が短縮され、オゾン反応塔の小型化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１〜３を示すオゾン水処理装置の概略図
【図２】本発明の実施例４を示すオゾン反応塔の概略図
【図３】本発明の色度とオゾン反応時間との関係を示すグラフ
【図４】従来のオゾン水処理装置を示す概略図
【符号の説明】
【００１２】
１  被処理水供給ポンプ
２  被処理水
３  エゼクタ
４  オゾン発生装置
５  オゾンガス供給ライン
６  スタティックミキサ
７  オゾン反応塔
８  オゾン処理水送水ライン
９  排オゾン分解部
１０  逆止弁
１１  オゾン供給部
１２  オゾン溶解部
１３  バイパスライン
１４  ガス切換弁
１５  排水手段
１６  被処理水通水ライン
１７  通水分岐ライン
１８  処理水返送ライン
１９  通水切換弁
２０  加圧ポンプ
２１  圧力調整手段
２２  圧力検出手段
２３  混合・攪拌手段
２４  内管
２５  仕切り板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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